流程圖助力小學(xué)生 Scratch編程解決問題能力培養(yǎng)

衛(wèi)夢(mèng)婷 錢耀剛

Scratch課程的目的不是把學(xué)生培養(yǎng)成編程高手，而是讓學(xué)生通過搭積木的方式創(chuàng)造出互動(dòng)式故事、動(dòng)畫、游戲、音樂等程序，其重點(diǎn)是在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，訓(xùn)練學(xué)生的問題求解能力。本研究從程序流程圖應(yīng)用于Scratch趣味編程教學(xué)的角度出發(fā)，以蘇科版小學(xué)五年級(jí)Scratch部分課程為例，提出教學(xué)設(shè)計(jì)方案并在無錫市河埒中心小學(xué)五年級(jí)開展教學(xué)實(shí)踐，從Scratch教學(xué)中的應(yīng)用、實(shí)施及效果等方面進(jìn)行探究。本文例談如何應(yīng)用流程圖解決Scratch程序設(shè)計(jì)中遇到的棘手問題，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，真正提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。

● 主題任務(wù)流程化，幫助學(xué)生化繁為簡

程序流程圖是指通過對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)和處理過程的詳細(xì)分析，將計(jì)算機(jī)的主要運(yùn)行步驟和內(nèi)容標(biāo)識(shí)出來。因此，直觀清晰的流程圖能夠幫助學(xué)生的設(shè)計(jì)語言逐步從自然語言向抽象的程序設(shè)計(jì)語言轉(zhuǎn)換，能夠幫助學(xué)生理清任務(wù)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，以及這些環(huán)節(jié)搭建腳本時(shí)各個(gè)控件之間的關(guān)系，并逐步形成整體的圖示概念。

例如，在《花朵繽紛》一課中，教師將花朵繽紛出現(xiàn)在舞臺(tái)上的行為分為六個(gè)環(huán)節(jié)：“繪制一片花瓣”“將一片花瓣變成一朵花”“由一朵花演變成N朵花”“讓花兒隨意開放”“讓花兒繽紛開放”“還可以讓花兒……開放”。前五個(gè)環(huán)節(jié)層層遞進(jìn)，讓學(xué)生在完成各個(gè)任務(wù)的同時(shí)不斷在原本的流程圖上進(jìn)行修改完善，最終完成一個(gè)花朵繽紛的動(dòng)畫。最后一個(gè)環(huán)節(jié)是鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行優(yōu)化動(dòng)畫的思考與實(shí)踐。

用流程圖幫助學(xué)生對(duì)準(zhǔn)備設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行系統(tǒng)建模，在設(shè)計(jì)角色和舞臺(tái)時(shí)學(xué)會(huì)將場(chǎng)景的口頭語言描述轉(zhuǎn)化為程序設(shè)計(jì)語言，這樣學(xué)生搭建腳本就順理成章了（如圖1、圖2）。

流程圖是使用圖形表示算法的思路的一種極好的方法。通過對(duì)流程圖的梳理，既能很好地展示學(xué)生的設(shè)計(jì)思維，也能綜合體現(xiàn)學(xué)生的表達(dá)、總結(jié)、轉(zhuǎn)化能力以及計(jì)算邏輯思維與優(yōu)化能力，它是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)思考、分析問題、解決問題和創(chuàng)造性思維的有效途徑。

● 問題分解流程化，促使學(xué)生化難為易

程序流程圖是人們對(duì)解決問題的方法、思路或算法的一種描述。這種圖能夠?qū)栴}分解，形象直觀，各種操作一目了然，便于學(xué)生理解較難的程序過程，理清程序中的各個(gè)邏輯關(guān)系。

教學(xué)片段：

任務(wù)：賽車偏離軌道后糾正方向。

師：裝上“傳感器”后，如何使“傳感器”發(fā)揮作用？

在這里，如果左邊紅色的“傳感器”碰不到路面，賽車應(yīng)該向哪個(gè)方向調(diào)整？我們可以讓學(xué)生通過流程圖來了解軌道偏離判斷后左右方向的糾正（如圖3），進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生分析Scratch中的“偵測(cè)”來模擬“傳感器”的讀值，再通過條件控件對(duì)方向進(jìn)行判斷。

這一環(huán)節(jié)引入了“偵測(cè)+判斷”模擬判斷傳感器返回值，巧借上一任務(wù)的流程圖，延續(xù)流程圖環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)流程圖描述自己編寫的腳本含義，利用偵測(cè)和條件語句實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)。在這個(gè)過程中，學(xué)生學(xué)會(huì)了用語言表達(dá)邏輯思路，再將邏輯轉(zhuǎn)換為圖框，最后搭建腳本。而這個(gè)過程中流程圖就是檢驗(yàn)是否有錯(cuò)誤地方的重要依據(jù)。

引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，修改一些參數(shù)固然可以使速度提高，但是當(dāng)速度達(dá)到一定程度時(shí)，穩(wěn)定性必然受影響。要培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移的能力，將傳感器的位置、數(shù)量也考慮在內(nèi)，自行改裝并加以測(cè)試，最終給出較為理想的成績。最后能夠?qū)⒄麄€(gè)賽車游戲流程圖繪制完整，并找到對(duì)應(yīng)的腳本拖拽完成（如圖4）。

當(dāng)學(xué)生搭建腳本遇到困難時(shí)，可以立即參照之前繪制的流程圖，根據(jù)流程圖的每一個(gè)部分搭建腳本，使得搭建腳本的過程更高效。因此，繪制流程圖能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步理清任務(wù)的思路，運(yùn)用流程圖可以幫助學(xué)生理解角色行為設(shè)計(jì)的思路，也可以幫助他們快速找到對(duì)應(yīng)的腳本，完成“搭積木”式的編程。

● 項(xiàng)目分析流程化，訓(xùn)練學(xué)生高階思維

通過Scratch培養(yǎng)學(xué)生的另一個(gè)重要思維就是設(shè)計(jì)思維，設(shè)計(jì)思維是指設(shè)計(jì)者解決問題的方法。其實(shí)繪制流程圖的過程就是創(chuàng)作作品的一個(gè)初步構(gòu)思和設(shè)計(jì)的過程，也是項(xiàng)目分解的過程。這個(gè)過程是把學(xué)生難以看到的設(shè)計(jì)思維用可視化的圖框表示出來。

例如，面對(duì)《吃豆子游戲》這個(gè)綜合性較強(qiáng)的游戲設(shè)計(jì)，教師借助流程圖則可以幫助學(xué)生分解難點(diǎn)，把復(fù)雜問題作為項(xiàng)目深度剖析為簡單可行的操作?！冻远棺佑螒颉分杏袃蓚€(gè)角色“吃豆人”和“豆子”，因此流程圖主要分兩部分。

第一部分：吃豆人。

（1）吃豆人左右移動(dòng)。

師：事件“吃豆人向右移動(dòng)”是如何響應(yīng)的？

在《吃豆人游戲》中，學(xué)生可以通過繪制Scratch程序流程圖來分析角色行為及運(yùn)動(dòng)情況，并最終在Scratch中實(shí)現(xiàn)。這樣教師教授了吃豆人向右移動(dòng)的流程圖及腳本后（如圖5），學(xué)生就自然而然地遷移學(xué)會(huì)搭建吃豆人向左移動(dòng)的腳本。

（2）吃豆人吃豆子。

A.吃豆人吃

師生逐步生成流程圖及腳本（如圖6）。

B.豆子被吃掉

當(dāng)遇到“吃豆”這種復(fù)雜問題時(shí)，就需要學(xué)生進(jìn)行任務(wù)的流程化，通過Scratch故事描述框進(jìn)行抽象，提取角色相關(guān)的行為，將口頭描述語言轉(zhuǎn)化為程序設(shè)計(jì)語言。

第二部分：豆子。

A.出現(xiàn)

B.下落

C.多顆豆子（復(fù)制）

教師帶著學(xué)生一起回顧流程圖，找到與流程圖相應(yīng)的角色行為控件（如圖7、圖8）。

值得注意的是，教師在指導(dǎo)學(xué)生去實(shí)現(xiàn)思考解決項(xiàng)目問題時(shí)，要注意運(yùn)用計(jì)算思維的方法引導(dǎo)學(xué)生去解決，而學(xué)生運(yùn)用流程圖與行為框圖對(duì)角色舞臺(tái)抽象建模就是一種很好的培養(yǎng)高階思維能力的方式。

程序流程圖在教學(xué)中能有效提高學(xué)生的思維品質(zhì)、自主探究能力、協(xié)作學(xué)習(xí)能力等，從而促進(jìn)學(xué)生高階思維的形成，大大提高Scratch教學(xué)效果。在小學(xué)信息技術(shù)趣味編程學(xué)習(xí)中引入流程圖不失為一種有效的學(xué)習(xí)方法，更是培養(yǎng)學(xué)生高階思維的一種有效途徑。

● 總結(jié)與展望

本研究立足于將流程圖應(yīng)用于當(dāng)前小學(xué)Scratch趣味編程課程教學(xué)中，通過系列理論與實(shí)踐研究，筆者發(fā)現(xiàn)將流程圖運(yùn)用于小學(xué)Scratch課程教學(xué)中具有積極意義和優(yōu)勢(shì)。教師可以運(yùn)用流程圖，通過線框引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)環(huán)節(jié)的整理，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及成就感。通過繪制流程圖，學(xué)生能根據(jù)主題分析作品，建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系，列出條理清晰的制作思路，多方位豐富作品結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上碰撞出智慧的火花，以此發(fā)展發(fā)散思維和創(chuàng)新能力，提高解決實(shí)際問題及自主探究能力。因此，應(yīng)當(dāng)有更多的一線教師和學(xué)者加入到流程圖在Scratch課程教學(xué)中的應(yīng)用研究中來，豐富和完善Scratch課程教學(xué)策略與方法，讓流程圖在教學(xué)中的應(yīng)用日益科學(xué)化和系統(tǒng)化。